高温燃料电池甲烷水蒸气重整反应催化剂研究分析

甲烷水蒸汽直接内重整高温燃料电池(DIR-HTFC)能够实现物质与能量的双重耦合,具有广阔的应用前景。但甲烷水蒸汽重整催化剂易积炭失活,严重限制了DIR-HTFC的应用。本文详述了甲烷水蒸汽重整催化剂在提高活性与抗积炭方面的研究进展,并结合HTFC,从操作条件出发,分析了温度、水碳比、压力与空速对催化剂活性与抗积炭性的影响。     

燃料电池中甲醇制氢重整器的研制进展

阐述了燃料电池上甲醇重整制氢的现实意义,综述了甲醇重整器的工艺流程和组成单元。典型的燃料电池甲醇重整器一般由原料供应单元、甲醇重整单元、热量循环单元和重整气净化单元组成,重点介绍了各个组成单元的开发研制情况,并对甲醇重整器的整体研究现状进行了评述和展望。     

连续重整装置进料换热器腐蚀内漏原因分析和对策

连续重整装置进料换热器更换为国产板壳式换热器,运行几年后其热端温差由投用初期18.5℃上升至45.0℃,重整生成油环烷烃质量分数也从1%升高至4%左右,说明换热效率下降,同时发生了内漏。分析认为结焦、结垢、堵塞、腐蚀等是造成换热效率下降的主要原因,同时由于换热器板片结垢堵塞致使其长期受热不均,产生的应力变化造成板片被撕裂,发生内漏。详细介绍了装置停工堵漏修复的经验方法,并总结了利用优化进料、提高换热器入口温度、控制循环氢杂质、采用低流量保护等确保进料板式换热器长周期运行的方法。     

高积炭连续重整催化剂器内再生实践

高积炭连续重整催化剂由于碳含量远远超过再生系统正常运行所允许的水平,正常的器内连续再生会导致催化剂载体晶相破坏及内构件损坏。以某连续重整装置异常停工导致催化剂碳含量异常增加为例,在重整反应系统未进料的情况下,通过严格控制再生烧焦区入口温度、入口氧含量、催化剂循环量等参数,在再生器内依次通过固定床烧焦、移动床连续烧焦模式,实现了降低装置内催化剂碳含量的目的,然后通过反应进料并提高反应温度增加积炭的方式满足再生系统运行的条件,最终实现了催化剂正常再生,使催化剂活性得到完全恢复,成为国内首例高积炭连续重整催化剂器内再生的成功案例。     

甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的研究

对Cu-Zn-A1催化剂上甲醇水蒸汽重整制氢进行了研究,结合燃料电池对氢气中一氧化碳含量的特殊要求,并模拟工业装置测试,讨论了催化剂主成分含量、反应温度、反应压力、液空速等对一氧化碳含量和催化剂时空收率的影响,提出了适合燃料电池使用的甲醇水蒸汽重整制氢催化剂。     

天然气重整器内部传递过程的数值模拟

天然气通过重整反应可以生成氢气，成为燃料电池氢原料的重要来源。目前紧凑型天然气重整器的开发设计，主要集中在材料方面的研究，而内部机理方面的研究较少。对天然气重整器内部流动与传热现象进行了模拟与分析。分析中考虑了化学反应的影响，采用了耦合的边界条件以及可变的热物性参数，建立了描述流通管道和多孔催化剂层内部流动与传热现象的三维数学模型。采用SIMPLE算法对模型进行求解，得到了化学反应速率、混合气浓度以及温度等的空间分布。结果表明，化学反应限制在厚度约为1 mm的催化剂薄层内进行，沿主流动方向，CH₄浓度由19.5%降到7%左右，H₂浓度由4.1%上升到13%左右，混合气温度上升约10 ℃。研究结果对天然气重整器的开发、结构设计具有参考意义。     

重整“一拖三”增压机排气温度高的原因分析及对策

重整装置增压机排气温度是监控设备运行的重要指标，排气温度异常变化会导致机组联锁停机。介绍了浙江石油化工有限公司3.8 Mt/a连续重整装置增压机工艺流程。针对第3,4系列重整装置“一拖三”增压机高压缸排气温度高的问题，从压缩机入口温度、入口气体分子量、压缩比、机间密封等方面分析探究，对比第1,2系列重整装置，得出结论：机组入口温度和气体分子量是影响增压机排气温度的主要原因。提出了提高机组入口空冷冷却效率和降低气体分子量的方案，从根本上实现了“一拖三”大型增压机平稳有效、长周期运行的目标。     

连续重整进料换热器长周期运行改进措施

某公司连续重整装置加工能力为1.4 Mt/a,2009年5月建成投产。运行期间装置进料板壳式换热器出现内漏问题,最高泄漏率达8%。2013年大修期间对板束进行了更新,但运行不到2 a,内漏问题再次出现,同时还出现喷淋棒压差高的情况,最高压差达0.51 MPa,使连续重整装置进料负荷受限。2017年5月,将连续重整进料换热器改型为缠绕管式换热器,解决了高温环境下因受热膨胀不均匀造成换热器内漏的问题。投用以来各项参数稳定,喷淋棒压差保持在0.05 MPa左右,整体运行效果良好。     

重整装置燃料气系统的改造

为合理利用重整装置产生的大量的含氢量高达 94 %的副产气———重整氢气 ,对装置燃料气系统进行了改造 ,将重整氢气作为燃料引入加热炉。为此 ,专门开发出适宜燃用重整氢气的新型燃氢燃烧器 ,改进了加热炉安全保障系统 ,增加了以催化干气为燃料的长明灯燃料线 ,以确保燃烧器着火的稳定性。经过一年多的运行 ,对新型燃氢燃烧器和原有燃烧器的应用情况进行了对比 ,结果表明氢气作为燃料在炼化企业加热炉中应用是可行的 ,具有巨大的经济效益 ;还表明燃氢燃烧器采用“弱化燃烧”的原则是合理的和成功的 ,能够解决常规燃烧器燃氢所造成的炉内温度分布不均、回火烧坏燃烧器等弊端     

连续重整装置运行中的问题及应对措施

介绍了天津分公司化工部800 kt/a连续重整装置自2009年3月开工以来的运行情况,通过对原料组成和重整反应数据的收集整理,找出了重整原料与重整反应情况的对应关系。分析了在重整反应苛刻度一定的条件下,重整原料品质的降低对重整反应和联合装置内其他相关装置的影响,提出了调整3种石脑油进料比例、提高重整进料的芳烃潜含量、优化原料的初馏点和终馏点等应对措施。分析了加工高含硫凝析油的直馏重石脑油对装置稳定运行的影响,并提出了工艺和设备方面采取的应对措施,包括严格监控原料硫含量;加强加氢反应系统和重整反应系统工艺参数的监控;加强加氢系统重点部位管线、设备腐蚀速率的监测;对重点腐蚀设备、管线进行材质升级更新等。通过实施这些措施,保证了装置的长周期运转,充分发挥了PS-Ⅶ催化剂性能,提高了芳烃产率和装置效益。     

中国天然气地质学研究新进展

从天然气成因、成藏、运移、聚集理论、煤层气、深盆气以及天然气地质学中的各种实验室技术出发，系统地分析了中国天然气地质学研究的新进展，包括中国最新的天然气生成理论、天然气成藏理论、天然气富集理论、非常规天然气（煤层气、深盆气、无机气）地质理论研究等方面；并对最近10年来我国天然气地质学研究新进展进行了系统地评述。在此基础上，结合中国国民经济的需求，对21世纪初天然气地质学的发展作出了展望。     

三牙轮钻头牙爪应力分析

用有限元法对某型三牙轮钻头的２号牙轮－牙爪进行了静力计算，求得不同轴承间隙时牙爪轴颈及止推面上的接触应力分布规律。大轴颈上接触面法向应为沿轴线分布不均匀，靠近根部应力最大，沿轴颈轴线方向逐渐减小，但在卡簧槽边处又升高；小轴颈上应力比大轴颈小。在钻压加扭矩共同作用下，牙爪轴颈和止推面上的压应力分布不对称，接触区域发生偏移，止推面上接触区偏移较多。轴承间隙对轴颈应力的影响大于对止推面应力的影响。     

国外高含硫气田固井技术和工具的新进展

国外的深井高压高含硫气井固井主要针对平衡稳压、防气窜、防硫化氢腐蚀等技术难题,并根据具体含硫情况充分考虑避免或减轻H2S对套管和水泥的腐蚀问题,选用抗硫和高抗硫的套管和水泥。文章重点介绍了国外高温高压高含硫气井先进的固井工艺技术、防气窜固井工艺技术、水泥浆体系及工艺和工具方面的新进展,并针对国内高含硫气井固井技术的现状提出建议。     

波浪作用下空心块体稳定性分析初探

通过二维物理模型试验,探讨了暗基床上空心块体在规则波作用下的失稳模式。通过试验观察发现,当空心块体内有一定高度的填料时,波浪正向作用下空心块体首先倾覆失稳。本试验测量了作用在空心块体上的波浪力,并与同尺寸沉箱所受的波浪力进行对比,结果显示在波峰时空心块体所受的总水平波浪力比相同波浪作用下的沉箱所受力小而波谷作用下空心块体所受的总水平波浪力却比相同波浪作用下的沉箱所受波浪力大。鉴于上述实验观察结果,空心块体的主要失稳模式分析方法应作进一步研究。     

构造断阶与砂体预测:以沾化凹陷富林地区为例

构造断阶带包括陡坡和缓坡断阶带。因地形差异,陡坡和缓坡对砂体的控制作用存在明显不同。低水位期,陡坡一侧发育冲积扇、扇三角洲;缓坡一侧发育河流冲积平原、小型冲积扇或三角洲。湖进期,陡坡一侧由岸向湖,不同断阶上分别发育冲积扇或扇三角洲的近 中端,中 远端,在靠近深洼部位发育湖底浊积扇或其它重力流沉积体;缓坡一侧,则表现为前期沉积的砂体向物源方向的退积。高水位期,因地形变缓断阶作用变小,整体表现为三角洲向盆地的进积,呈延长楔形或透镜状。另外,断阶中断裂活动的先后次序和迁移方向,对砂体的分布也有明显控制作用。运用这些规律,可为在地震剖面上预测砂体提供有效约束。     

汽油烃组成与排放的研究

研究了汽油中烯烃、芳烃含量对尾气排放、蒸发排放以及燃油经济性的影响。研究表明,汽油组成对排放的影响与汽车技术紧密相关。在别克和桑塔纳2种车型上,降低汽油中烯烃含量对尾气排放的影响趋势不同,对别克车降低烯烃含量,排放升高;而对桑塔纳车降低烯烃含量,排放减少;汽油中芳烃含量对2种车型的排放以及燃油经济性的影响较大,且影响趋势相同。     

采油污水回注可行性评价程序研究—以羊三木采油污水回注处理为例

回注地层是采油污水的最优出路,为了确保处理后采油污水回注地层,采用粘土膨胀法、结垢量测定及垢型分析,结合岩心流动实验,进行污水处理后回注可行性评价程序研究,同时探讨残留于污水中的破乳剂、杀菌剂等对注入性的影响。结果表明:采用处理后污水与过滤污水混合稳定性评价→处理后水的粘土稳定性质评价→处理后水的结垢性质评价→处理后水的水敏性质评价→处理后水的水质注入性评价→注入水的水质指标确定的评价程序,可对处理后采油污水的回注可行性做出评价;同时,浓度分别为5～40 mg/L、5～80 mg/L的破乳剂、1227对岩心伤害率影响不大。     

射孔参数对水力压裂效果的影响实例分析

低孔低渗储层需要通过压裂改造才能获得产能,而射孔参数的选择直接影响到低孔低渗储层压裂改造的效果及成功率。通过研究射孔参数对压裂施工影响及现场应用实例对比,得出：射孔深度对施工压力有一定影响,但是影响较小;射孔方位影响到施工压力、裂缝转向以及裂缝形态,它影响到施工的成败;射孔高度影响压裂改造效果．尤其是对有底水的复杂储层。     

基于GPRS的有杆泵井集群自动量油系统研究

将GPRS通信方式与功图法量油技术结合到一起,提出了基于GPRS的有杆泵抽油井集群自动量油系统,并详细介绍了功图法量油的主要原理、系统的软、硬件平台及各层主要硬件的具体选型。实验结果表明,该系统一方面采用GPRS通信方式,对油井工况数据进行远程实时传输,实现了油井产量的实时测控、计算,提高了油井量油计产精度;另一方面利用批处理技术,实现了油井产量的集群计算处理。该系统的研究成功对实时监控油井产量波动、防止影响油井安全稳定生产因素的出现、提高油井管理的自动化水平具有重大意义。     

储层孔隙结构研究进展

从目前储层孔隙结构研究现状入手,结合自身实践,将其研究内容划分为储层孔隙结构成因分析、储层孔隙结构定量表征和分类评价、基于孔隙结构研究的储层评价、储层孔隙结构对流体活动的影响、储层孔隙结构对开发的影响、油气田开发对储层孔隙结构的影响和储层孔隙结构研究技术和方法的改进等7个方面。同时详细介绍了铸体薄片观察和压汞等物性数据统计分析、成岩作用、测井分析、分形维数模型、各种数学方法、(数值)模拟、三维成像等新技术、地质(或地球物理)模型、聚类分析等多种储层孔隙结构研究方法,并分析了每种方法的优缺点。在此基础上探讨了储层孔隙结构研究中存在的问题,最终指出了该项研究的发展趋势。